Question

【題目】某學習小組利用氣墊導軌裝置來探究“做功與物體動能改變的關系”, 圖示為實驗裝置示意圖. 利用氣墊導軌上的光電門可測出滑塊上的細窄擋光片經過時的擋光時間.重力加速度為,氣墊導軌水平放置,不計滑輕和導軌摩擦.實驗步驟如下:

A.測出擋光片的寬度為,滑塊與擋光片的質量為;

B.輕細線的一端固定在滑塊上,另一端繞過定滑輪掛上一砝碼盤, 盤和砝碼的總質量為,細繩與導軌行;

C.讓滑塊靜止放在導軌左側的某一位置,測出擋光片到光電門的距離為;

D.釋放滑塊,測出擋光片經過光電門的擋光時間為;

E.改變砝碼的質量,保證滑塊每次都在同一位置由靜止釋放,光電門可測得對應的擋光時間.

（1）滑塊經過光電門時速度的計算式_____(用題目中所給的字母來表達)

（2）細線的拉力做功的表達式為_____,滑塊的動能改變的表達式為 _____(用題目中所給的字母來表示)

（3）我們可以通過測得的多組數據來建立的關系圖像來進行更準確的實驗驗證,則圖示中哪一項更符合真實的實驗情況（_____）

A.

B.

C.

Answer 1

【答案】 mgx 丙

【解析】

（1）根據很短時間內，平均速度等于瞬時速度，即可求解；

（2）根據拉力做功表達式，以及熟練應用勻變速直線運動規律，即可求解；

（3）根據運動學基本公式結合牛頓第二定律求出-m的關系式，從而選擇圖象．

（1）根據極短時間內的平均速度等于瞬時速度的大小，可知小滑塊經過光電門時速度的大小是v=．

（2）由題意可知，細線的拉力做功，則即為盤和砝碼對應重力做的功，即：mgx；

滑塊的動能改變表達為Ek=

（3）該實驗中保持滑塊質量M不變，因此有：v2=2as，a=，

而a=，所以．

砝碼質量m增加不能遠小于滑塊的質量時，直線在末端發生彎曲，則此結果對應于圖中的圖丙．